[发明专利]用于多输入/多输出(MIMO)无线通信的空间随机化导频符号传送方法、系统和装置

说明书

技术领域

本文所述的各个实施例指向无线通信，以及更具体来说，指向使用多个传送和接收天线的无线通信。

背景技术

在典型的蜂窝无线电系统中，无线终端(又称作用户设备、单元节点、UE和/或移动台)经由无线电接入网(RAN)与一个或多个核心网络进行通信。RAN覆盖分为小区区域的地理区域，其中各小区区域由无线电基站(又称作RAN节点、“NodeB”和/或增强NodeB“eNodeB”)来服务。小区区域是地理区域，其中无线电覆盖由基站站点处的基站设备来提供。基站通过无线电通信信道与基站范围内的UE进行通信。

多天线技术能够显著增加无线通信系统的容量、数据速率和/或可靠性，例如，如由Telatar在“Capacity Of Multi-Antenna Gaussian Channels”(European Transactions On Telecommunications，Vol. 10，第585-595页，1999年11月)中所述，通过引用将其公开完整地结合到本文中，好像本文中全面阐述一样。如果传送器和接收器均配备有多个天线以提供多输入多输出(MIMO)通信信道，则性能可得到改进。这类系统和/或相关技术通常称作MIMO。LTE标准当前用增强MIMO支持和MIMO天线部署进行演进。提供空间复用模式以用于更有利信道条件中的较高数据速率，以及提供传送分集模式以用于不太有利信道条件中的较高可靠性(以较低数据速率)。

例如，在从基站通过MIMO信道从天线阵列传送到无线终端的下行链路中，空间复用(或SM)可允许多个符号流通过同一频率从基站天线阵列的不同天线的同时传送。换言之，多个符号流可通过同一下行链路时间/频率资源元素(TFRE)从基站天线阵列的不同天线传送给无线终端以提供增加的数据速率。在从同一基站从同一天线阵列传送到同一无线终端的下行链路中，传送分集(例如使用时空码)可允许同一符号流通过同一频率从基站天线阵列的不同天线的同时传送。换言之，同一符号流可通过相同时间/频率资源元素(TFRE)从基站天线阵列的不同天线传送给无线终端，以便由于传送分集增益而提供在无线终端的接收的增加的可靠性。

由于它基本上改进无线通信系统的谱效率的可能性，具有每个小区站点至少八个，以及在一些实施例中数十或数百个天线的超大规模MIMO(VL-MIMO)系统、装置和方法近来在学术界和行业界中受到许多关注。参见例如Marzetta的“Noncooperative Cellular Wireless With Unlimited Numbers of Base Station Antennas”(IEEE Trans. on Wireless Communications，Vol. 9，No. 11，第3590-3600页，2010年11月)，通过引用将其公开完整地结合到本文中，好像本文中全面阐述一样。通过利用每个UE的信道响应唯一的不同空间签名，配备有大量天线的基站或接入节点能够通过同一频带同时向一个或多个地理上分隔的UE传送多个独立数据流。这具有基本上改进蜂窝网络的下行链路系统容量的可能性。此外，这样的基站或接入节点还能够利用在接收端的大量天线来对噪声求平均并且消除许多干扰信号，这能够引起上行链路容量的显著增加。

MIMO系统的容量通过使用增加数量的天线的潜在急剧增加长期以来通过随机矩阵理论来保证。例如，对于具有IID条目的n_R×n_T MIMO信道H，Marcenko-Pastur定律暗示通过接收天线的数量归一化为传送天线数量n_T的(单用户)开环容量趋向于无限，并且传送和接收的比率n_T / n_{R → β}收敛到如下式给出的常数

其中

因此，开环容量在这种情况下随接收(或传送)天线的数量而线性增长。

VL-MIMO可在高频带(例如60 GHz频带)受到特别关注，其中由于在高频带的小无线电波长，许多天线元素能够封装在少量空间中。在这种情况下，具有高定向性的波束能够以较小孔径大小来形成。这能够在解析UE周围的不同散射中提供改进空间分辨率。

为了获得VL-MIMO可取得的潜在增益，MIMO信道状态信息的知识一般是期望的。MIMO信道状态信息可由接收器用来执行所传送数据符号的解调。MIMO信道状态信息还可在传送器用来对传送信号适当地整形，以改进接收器处的信号干扰和噪声比(SINR)。